斯特林制冷機按照壓縮腔和膨脹腔的布置方式可分為整體式和分置式兩類:整體式斯特林制冷機的壓縮腔和膨脹腔部分制成一體，如圖32-6所示，壓縮活塞與排出器置于同一氣缸，兩者之間通過曲柄連桿機構將電動機的旋轉運動轉變為活塞的簡諧運動。其結構緊湊、體積小、重量輕;但是由于機械的旋轉運動導致振動和噪聲大，壽命不長。整體式斯特林制冷機20世紀50年代末首先在軍事上獲得應用。
過去30年，整體式斯特林制冷機的性能得到較大提高，0.1~0. 5W/80K常用于便攜式紅外軍事裝備中。盡管采用菱形驅動或線性驅動部分解決了振動問題，但一般仍難滿足長壽命、高可靠性運行。直至20世紀80年代初，美國的斯特林制冷機所達到的水平僅僅是:壽命約1000h。隨著牛津式線性壓縮機的出現，斯特林制冷機在效率、可靠性、小型輕量、壽命等方面取得了重大進展。牛津型斯特林制冷機的主要特點是:板彈簧支撐、線性電動機驅動、間隙密封，壽命可達5~10年，能滿足一些空間應用的需求。這樣，斯特林制冷機在國外得到了廣泛的應用，美國宇航局和歐洲航天局從20世紀80年代末至現在發射的探測衛星，大部分采用斯特林制冷技術提供冷源。
